Ingeniero De Sistemas
Páginas: 42 (10313 palabras)
Publicado: 20 de enero de 2013
i
OPTICA e FISICA MODERNA
Universidade Estadual de Campinas Instituto de F sica - Laboratorio de Optica Campinas-SP BRAZIL
Jaime Frejlich
Atualizado: Setembro 2006
ii
Sumario
I Optica
1 Propagac~o da luz a
1.1 1.2 1.3 1.4 Ondas harm^nicas . . . o Operadores Vetoriais . . Velocidade de grupo . . Ondas eletromagneticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
3
3 4 5 7
2Natureza vectorial da luz
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Equac~es de Maxwell: relac~es vectoriais o o a Polarizac~o . . . . . . . . . . . . . . . . Vector de Poynting . . . . . . . . . . . . Vetor de Poynting e Intensidade . . . . . ^ Angulo de Brewster . . . . . . . . . . . .
13
13 13 15 16 17
3 Interfer^ncia e Coer^ncia e e a 4 Difrac~o
4.1 4.2 4.3 4.4
3.1 Interfer^ncia . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 e 3.2 Coer^ncia e Espectro de Pot^ncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 e e Introduc~o . . . . . . a Formalismo classico . Problemas . . . . . . Difrac~o . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19 31
31 31 37 37
II Relatividade
5 Relatividade Especial ?]
5.1 5.2 5.3 5.4 Cinematica classica . . . . . . . . . Experimento de Michelson-Morley . Relatividade Especial . . . . . . . . Transformac~o de Lorentz . . . . . a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
41
41 42 43 46
6 F sica Qu^ntica: Os primeiros experimentos e o modelo at^mico de Bohr 57 a o
iii
6.1 Os primeiros experimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2 Estrutura At^mica: Atomo de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 o
ivSUMARIO
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Carater ondulatorio do eletron . A func~o de onda . . . . . . . . a Equac~o de Schrodinger (1925) a Principio de Incerteza . . . . . . Poco de potencial in nito . . . Princ pio de Incerteza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 F sica qu^ntica: Part cula ondulatoria a
65
65 66 69 78 78 78
8 Equac~o de Schrodinger e o novo Modelo At^mico a o 9 Conduc~o em solidos a
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7
8.1 Momento angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 83 8.2 Regras de selec~o para as transic~es at^mica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 a o o 8.3 Func~es de onda nos atomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 o Solidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condutividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletron no campo periodico de um cristal: Estado solido Equac~o deSchrodinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . a Conclus~es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o Isolantes, metais e semicondutores . . . . . . . . . . . . . Energia de Fermi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 93 95 95 97...
OPTICA e FISICA MODERNA
Universidade Estadual de Campinas Instituto de F sica - Laboratorio de Optica Campinas-SP BRAZIL
Jaime Frejlich
Atualizado: Setembro 2006
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Sumario
I Optica
1 Propagac~o da luz a
1.1 1.2 1.3 1.4 Ondas harm^nicas . . . o Operadores Vetoriais . . Velocidade de grupo . . Ondas eletromagneticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2Natureza vectorial da luz
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Equac~es de Maxwell: relac~es vectoriais o o a Polarizac~o . . . . . . . . . . . . . . . . Vector de Poynting . . . . . . . . . . . . Vetor de Poynting e Intensidade . . . . . ^ Angulo de Brewster . . . . . . . . . . . .
13
13 13 15 16 17
3 Interfer^ncia e Coer^ncia e e a 4 Difrac~o
4.1 4.2 4.3 4.4
3.1 Interfer^ncia . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 e 3.2 Coer^ncia e Espectro de Pot^ncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 e e Introduc~o . . . . . . a Formalismo classico . Problemas . . . . . . Difrac~o . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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31 31 37 37
II Relatividade
5 Relatividade Especial ?]
5.1 5.2 5.3 5.4 Cinematica classica . . . . . . . . . Experimento de Michelson-Morley . Relatividade Especial . . . . . . . . Transformac~o de Lorentz . . . . . a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6 F sica Qu^ntica: Os primeiros experimentos e o modelo at^mico de Bohr 57 a o
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6.1 Os primeiros experimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2 Estrutura At^mica: Atomo de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 o
ivSUMARIO
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Carater ondulatorio do eletron . A func~o de onda . . . . . . . . a Equac~o de Schrodinger (1925) a Principio de Incerteza . . . . . . Poco de potencial in nito . . . Princ pio de Incerteza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 F sica qu^ntica: Part cula ondulatoria a
65
65 66 69 78 78 78
8 Equac~o de Schrodinger e o novo Modelo At^mico a o 9 Conduc~o em solidos a
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7
8.1 Momento angular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 83 8.2 Regras de selec~o para as transic~es at^mica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 a o o 8.3 Func~es de onda nos atomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 o Solidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condutividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eletron no campo periodico de um cristal: Estado solido Equac~o deSchrodinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . a Conclus~es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o Isolantes, metais e semicondutores . . . . . . . . . . . . . Energia de Fermi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 93 95 95 97...
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